Современные методы визуализации обеспечивают отличное анатомическое изображение шейного отдела позвоночника. Выбор каждого из них зависит от клинического сценария и терапевтических альтернатив. Полипозиционная рентгенография по-прежнему остается фундаментальным методом, поскольку позволяет оценить ось позвоночника, размеры и изменения позвонков и провести последующее наблюдение после лечения, будучи экономически доступным и визуализационно обоснованным обследованием [1-3]. 

Значительно возросла роль МРТ, которая позволяет визуализировать мягкотканные образования позвоночника, включая межпозвонковые диски, связки, спинной мозг, в частности, его подвижность, что крайне важно для пациентов со стенозом шейного отдела позвоночника (СШОП), осложненного миелопатией [2, 4-8]. Не меньшее значение придается мультисрезовой компьютерной томографии (МСКТ) в изучении дистрофических изменений позвоночника ввиду большого пространственного разрешения и уникальной способности качественно и количественно оценивать состояние позвонков, как до лечения, так и на различных его этапах [2, 9, 10]. Часто применяется комплекс лучевых методов диагностики для оценки результатов лечения пациентов со СШОП [2, 11].

Изучение анатомии позвонков, их архитектоники, плотностных показателей крайне важно для решения вопроса о выборе метода лечения при любом характере хирургического вмешательства на позвоночнике, в том числе и при устранении стеноза шейного отдела позвоночника (СШОП). 

Определение качества кости имеет решающее значение для успеха лечения во многих случаях, но оно также является частью оптимальной хирургической подготовки к операции на позвоночнике [12, 13].

Прежде всего, речь идет об оценке состояния кости для введения имплантов при различных видах транспедикулярной фиксации и других методах металлоостеосинтеза с целью предотвращения различных осложнений, связанных с мальпозицией винтов или других конструкций, несостоятельностью металлоконструкций, причем больше внимания следует уделять пациентам с выраженными дегенеративными изменениями показателям плотности (HU) [14-16].

Плотность кости, как важный фактор прочности, определяют различными методами, однако наиболее распространенным и универсальным является МСКТ с использованием стандартизированных единиц Хаунсфилда (HU), обеспечивая надежную оценку плотности кости, улучшая диагностические показатели [10, 18, 19]. Изучение анатомии, архитектоники, плотности позвонков проводят с промо- щью отдельных методов или комплексно, как в работе G. Schroder et al., где использованы микро-КТ и МСКТ [12]. 

Гистоморфометрическое исследование («золотой стандарт» изучения качества кости) в работе H.J. Grote et al. использовано для оценки плотности трабекулярной кости [20]. В случаях применения МСКТ плотность губчатой кости в HU определена для позвонков C2-C7 на каждом сагиттальном, корональном и аксиальном КТ-изображении, результаты компьютерной томографии шейного отдела позвоночника (ШОП) предоставляют достоверную информацию независимо от плоскости измерения, возраста или пола, а также степени дегенерации [21].

По мнению Q. Zaidi et al., О.Н. Леоновой с соавт., у пациентов с дегенеративно-дистрофическими изменениями позвоночника следует придавать наибольшее значение оценке плотности различных структурных образований позвонков по данным МСКТ [15, 22].

В представленной выше литературе, касающейся определения качества кости позвонков на основе плотности кости по данным МСКТ, изучены только некоторые показатели и параметры тела позвонка, причем при измерении, в основном, локальной плотности губчатой кости. Однако важно знать состояние всех структурных образований позвонка, особенно при использовании метода ламинопластики, где наиболее важными для хирурга анатомическими зонами являются дуги позвонка и дугоотростча- тые суставы, как основные объекты, к которым фиксируют пластины.

Одноцентровое ретроспективное исследование выполнено на базе нейрохирургического отделения № 3 Федерального центра нейрохирургии (Тюмень). Качественные и количественные характеристики позвоночника изучены методами рентгенографии и МСКТ у 82 больных с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями шейного отдела позвоночника со стенозом позвоночного канала.

Уровень доказательности — IV.

В представленной выборке преобладали лица мужского пола (86,6 %) в возрасте от 56 до 75 лет (70,7 %). У большинства пациентов (89,0 %) имел место многоуровневый стеноз позвоночного канала (табл. 1).

Во время хирургического вмешательства у 68,3 % пациентов ламинопластика шейного отдела была выполнена на уровне CIH-CVI и Cin-CVII (табл. 2).

Полипозиционная и функциональная рентгенография выполнена всем 82 пациентам.

Мультисрезовая спиральная компьютерная томография (МСКТ) выполнена всем 82 пациентам с помощью рентгеновского компьютерного томографа Aquilion One (1385 Shmoishigami, Otawara-shi, Tochigi 324-8550, Japan, 320 линеек детекторов, максимальное количество срезов — 640).

МСКТ применена для оценки качества кости (плотность, структура, размеры тела позвонка, дужек). Измерение плотности позвонков проводили на аксиальных и сагиттальных срезах (общая плотность, плотность губчатой кости, компактного слоя). Изучали плотность кортикальной пластинки дуги позвонка в различных слоях. При необходимости производили 3D-реконструкции (рис. 1).

Критерии включения:

стеноз шейного отдела позвоночника по данным МСКТ и МРТ, полный лучевой архив;

отсутствие в анамнезе пациентов операций на шейном отделе позвоночника;

согласие пациентов на публикацию данных, полученных во время исследования, без идентификации личности.

Исследование выполнено в соответствии с этическими стандартами Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации с поправками Минздрава РФ. Все больные подписали информированное согласие на публикацию данных без идентификации личности.

Статистическую обработку параметров плотности проводили с помощью программы Attestat, встроенной в Microsoft Excel. Для подтверждения выводов о различиях между полученными результатами в двух группах, учитывая малые выборки, применяли U-критерий Манна - Уитни. Выборочные параметры, приводимые далее в таблицах, имели следующие обозначения: М — среднее, ст — стандартное средне-квадратичное отклонение, n -количество больных, p — достигнутый уровень значимости. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимали равным 0,05.

Изучение общей плотности позвонков от Сш до СШ1 в сагиттальной плоскости показало увеличение ее от уровня Сш к CIV, а от уровня CV и каудальнее отмечено снижение показателей в порядке убывания с минимумом на уровне CVII (табл. 3).

Измерение плотности компактного слоя тела позвонка в сагиттальной плоскости по передней и задней поверхностям показало, что плотность компактного слоя костной ткани была выше в задних отделах тел позвонков по сравнению с передними, однако без достоверных отличий. Это связано с тем, что границы компактного слоя и трабекулярной кости на аксиальных срезах четко визуализируются, тогда как в сагиттальной плоскости границы определяются условно. 

При изучении плотности компактного слоя шейных позвонков по передней и задней поверхностям в аксиальной плотности отличия достоверны, кроме Ста. Что касается позвонка C^, то он имел минимальную плотность с зонами резорбции и минимальными отличиями по передней и задней поверхностям, в связи с чем показатели плотности не отличались (табл. 4)

Изучена также локальная общая и точечная плотность трех слоев кортикальной пластинки, поскольку плотность остеонного (центрального) слоя намного превышала плотность наружных и внутренних пластинок, что необходимо учитывать при предоперационном измерении плотности дуги позвонка, к которой фиксируются пластины при ламинопластике (рис. 3).

Плотность остеонного слоя на 33,3 % больше плотности внутренних пластинок и на 10,4 % больше плотности наружных пластинок. Это следует учитывать при измерении плотности кортикальной пластинки дуги. При измерении в области внутренних пластинок, слой которых тоньше остеонного, можно получить очень низкие показатели плотности.

 Необходимо измерять плотность всех слоев не только точечно, но и определяя локальную общую плотность всех слоев кортикальной пластинки, которую измеряли в зоне интереса в виде круга, захватывающего всю толщину кортикальной пластинки (ROI = 1,5—2,2 см2). Локальная плотность всех слоев кортикальной пластинки дуги позвонка колебалась от 700 до 1150 HU, составляя в среднем (785,15 ± 38,4) HU, причем в зоне, прилежащей к дугоотростчатым суставам, плотность была несколько выше у 75,6 % больных.

Измерение толщины дужек позвонков в аксиальной плоскости на равном расстоянии от центральной оси позвонка выявило, что у 83 % пациентов этот показатель отличался справа и слева, причем справа толщина была меньше у 45 % пациентов (рис. 5).

Применение МСКТ позволило определить не только характер и распространенность изменений позвоночника, но и изучить количественные плотностные характеристики позвонков при СШОП, что позволило объективно судить о состоянии трабекулярной и компактной костной ткани при оценке в единицах Хаунсфилда (HU). Это заключение подтверждается исследованиями А.Н. Михайлова, Т.Н. Лукьяненко [23]. В работе G. Schroder et al. с использованием микро-КТ и МСКТ у всех обследованных больных плотность губчатой кости была значительно выше в шейных позвонках (в среднем 177,6 HU), чем в грудных (в среднем 94,4 HU) или поясничных позвонках (в среднем 62,8 HU, p < 0,001). В нашем исследовании плотность позвонков в шейном отделе была значительно выше, чем в приведенных данных. Это связано с тем, что в указанной работе обследованы пациенты с одним или двумя переломами позвоночника в возрасте (84,3 ± 8,4) года, тогда как в нашей выборке средний возраст не превышал (58,9 ± 7,9) года, и не было пациентов с переломами позвоночника. Кроме того, мы изучали плотность трабекулярной кости по всей площади позвонка в аксиальной плоскости, тогда как авторы исследовали небольшой участок в центре позвонка, что не всегда отражало общую плотность [24]. Гистоморфометрическое исследование («золотой стандарт» изучения качества кости) H.J. Grote et al. выявило, что плотность трабекулярной кости в шейном отделе позвоночника заметно выше, чем в грудном или поясничном отделах [20]. Показано, что потеря костной массы в шейном отделе позвоночника с возрастом меньше, чем в других отделах позвоночника. Не отмечено значительной возрастной потери трабекулярной плотности в шейных позвонках CIII и CIV, что согласуется с данными G. Schroder et al. [24, 25]. В работах с применением МСКТ плотность губчатой кости в HU была определена для позвонков CII-CVI на каждом сагиттальном, коро- нальном и аксиальном КТ-изображении [21]. По мнению авторов, средние значения плотности в единицах Хаунсфилда (HU), которые могут быть отнесены к остеопении и остеопорозу, составили (284,0 ± 63,3) и (231,5 ± 52,8) соответственно. Показатели плотности двух верхних шейных позвонков (CII и CIII) имели большую плотность, чем для других сегментов [21]. По нашим данным, трабекулярная плотность позвонков была намного выше, составляя в среднем (387,89 ± 49,14) — (333,81 ± 46,09) для CIII—CVI. 

Нами также изучена плотность различных слоев кортикальной пластинки дужки позвонка, которая является важным объектом хирургического сценария. Наибольшая плотность соответствовала остеонному слою, что совпадает с данными Г.В. Дьячковой с соавт. [26]. Локальная плотность всех слоев кортикальной пластинки дуги позвонка колебалась от 700 до 1150 HU, составляя в среднем (785,15 ± 38,4) HU.

По мнению Q. Zaidi et al., у пациентов с дегенеративно-дистрофическими изменениями позвоночника оценке плотности по данным МСКТ различных структурных образований позвонков должно придаваться наибольшее значение [15]. Прежде всего, оценка плотности кости становится все более важной с возрастом пациентов. Определение качества кости имеет решающее значение для успеха лечения, особенно профилактики остеопоротических переломов, но оно также является частью оптимальной хирургической подготовки к операции на позвоночнике и контроля состояния винтов [24, 27]. Полученные данные свидетельствуют о тенденции увеличения общей плотности шейных позвонков от CIII к CV и уменьшения ее каудальнее с минимальной плотностью для CVII без признаков остеопороза. Аналогичная тенденция характерна и для трабекулярной кости. По мнению X. Liang et al., необходимо определять не только общую и локальную плотность позвонков, но и изучать ее на трех уровнях в сагиттальной плоскости (верхняя треть, центральная часть, нижняя треть) для выяснения влияния дегенерации дисков на плотность позвонка [28]. Выявлены достоверные отличия плотности компактной кости по задней поверхности позвонков CIII-CV на аксиальных срезах. Имеет место умеренная асимметрия толщины дужки позвонка на аксиальных срезах. Достоверно отличается плотность остеонного слоя кортикальной пластинки дуги позвонка от плотности наружных и внутренних пластинок. Общая плотность компактного слоя кортикальной пластинки дуги позвонка превышает 785,15 ± 38,4 HU, что свидетельствует о достаточной плотности дуги позвонка с учетом всех ее слоев для безопасного введения фиксирующих винтов.

Полученные данные обосновывают необходимость включения в алгоритм обработки данных МСКТ изучение плотности тел позвонков, дуги позвонка, ее толщины для разработки плана хирургического вмешательства у пациентов со стенозом шейного отдела позвоночника, поскольку они позволяют получать объективную характеристику качества кости.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

Дамдинов Б.Б., Сороковиков В.А., Ларионов С.Н. и др. Особенности изменения сагиттального баланса шейного отдела позвоночника при шейно-плечевом синдроме. Хирургия позвоночника. 2019;16(2):42-48. doi: 10.14531/ ss2019.2.42-48

Spirig JM, Sutter R, Gotschi T, et al. Value of standard radiographs, computed tomography, and magnetic resonance imaging of the lumbar spine in detection of intraoperatively confirmed pedicle screw loosening-a prospective clinical trial. Spine J. 2019;19(3):461-468. doi: 10.1016/j.spinee.2018.06.345

Hirai T, Yoshii T, Sakai K, et al. Long-term results of a prospective study of anterior decompression with fusion and posterior decompression with laminoplasty for treatment of cervical spondylotic myelopathy. J Orthop Sci. 2018;23(1):32-38. doi: 10.1016/j.jos.2017.07.012

Wolf K, Krafft AJ, Egger K, et al. Assessment of spinal cord motion as a new diagnostic MRI-parameter in cervical spinal canal stenosis: study protocol on a prospective longitudinal trial. J Orthop Surg Res. 2019;14(1):321. doi: 10.1186/ s13018-019-1381-9

Hesni S, Baxter D, Saifuddin A. The imaging of cervical spondylotic myeloradiculopathy. Skeletal Radiol. 2023;52(12):2341-2365. doi: 10.1007/s00256-023-04329-0

Tetreault L, Kalsi-Ryan S, Davies B, et al. Degenerative Cervical Myelopathy: A Practical Approach to Diagnosis. Global Spine J. 2022;12(8):1881-1893. doi: 10.1177/21925682211072847

Chen YC, Kuo CH, Cheng CM, Wu JC. Recent advances in the management of cervical spondylotic myelopathy: bibliometric analysis and surgical perspectives. J Neurosurg Spine. 2019;31(3):299-309. doi: 10.3171/2019.5.SPINE18769

Nouri A, Cheng JS, Davies B, et al. Degenerative Cervical Myelopathy: A Brief Review of Past Perspectives, Present Developments, and Future Directions. J Clin Med. 2020;9(2):535. doi: 10.3390/jcm9020535

Llopis E, Belloch E, Leon JP, et al. The degenerative cervical spine. Radiologia. 2016;58 Suppl 1:13-25. doi: 10.1016/j.rx.2015

Xu F, Zou D, Li W, et al. Hounsfield units of the vertebral body and pedicle as predictors of pedicle screw loosening after degenerative lumbar spine surgery. Neurosurg Focus. 2020;49(2):E10. doi: 10.3171/2020.5.FOCUS20249

Liu FJ, Ding XK, Chai Y, et al. Influence of fixed titanium plate position on the effectiveness of open-door laminoplasty for cervical spondylotic myelopathy. J Orthop Surg Res. 2022;17(1):297. doi: 10.1186/s13018-022-03188-0

Schroder G, Reichel M, Spiegel S, et al. Breaking strength and bone microarchitecture in osteoporosis: a biomechanical approximation based on load tests in 104 human vertebrae from the cervical, thoracic, and lumbar spines of 13 body donors. J Orthop Surg Res. 2022;17(1):228. doi: 10.1186/s13018-022-03105-5

Kim MK, Cho HJ, Kwak DS, You SH. Characteristics of regional bone quality in cervical vertebrae considering BMD: Determining a safe trajectory for cervical pedicle screw fixation. J Orthop Res. 2018;36(1):217-223. doi: 10.1002/jor.23633

Zaidi Q, Danisa OA, Cheng W. Measurement Techniques and Utility of Hounsfield Unit Values for Assessment of Bone Ouality Prior to Spinal Instrumentation: A Review of Current Literature. Spine (Phila Pa 1976). 2019;44(4):E239-E244. doi: 10.1097/BRS.0000000000002813

Han C, Zhou C, Zhang H, et al. Evaluation of bone mineral density in adolescent idiopathic scoliosis using a three-dimensional finite element model: a retrospective study. JOrthop SurgRes. 2023;18(1):938. doi: 10.1186/s13018-023-04413-0

Weinberg DS, Rhee JM. Cervical laminoplasty: indication, technique, complications. J Spine Surg. 2020;6(1):290-301. doi: 10.21037/jss.2020.01.05

Choi MK, Kim SM, Lim JK. Diagnostic efficacy of Hounsfield units in spine CT for the assessment of real bone mineral density of degenerative spine: correlation study between T-scores determined by DEXA scan and Hounsfield units from CT. Acta Neurochir (Wien). 2016;158(7):1421-1427. doi: 10.1007/s00701-016-2821-5

Wang H, Zou D, Sun Z, et al. Hounsfield Unit for Assessing Vertebral Bone Quality and Asymmetrical Vertebral Degeneration in Degenerative Lumbar Scoliosis. Spine (Phila Pa 1976). 2020;45(22):1559-1566. doi: 10.1097/ BRS.0000000000003639

Grote HJ, Amling M, Vogel M, et al. Intervertebral variation in trabecular microarchitecture throughout the normal spine in relation to age. Bone. 1995;16(3):301-308. doi: 10.1016/8756-3282(94)00042-5

Han K, You ST, Lee HJ, et al. Hounsfield unit measurement method and related factors that most appropriately reflect bone mineral density on cervical spine computed tomography. Skeletal Radiol. 2022;51(10):1987-1993. doi: 10.1007/ s00256-022-04050-4

Леонова О.Н., Байков Е.С., Крутько А.В. Особенности плотности костной ткани поясничных позвонков у пациентов с дегенеративными заболеваниями позвоночника. Гений ортопедии. 2022;28(5):692-697. doi: 10.18019/1028- 4427-2022-28-5-692-697. EDN: EUHAVU.

Михайлов А.Н., Лукьяненко Т.Н. Минеральная плотность позвонков у больных с шейным остеохондрозом по данным количественной компьютерной томографии. Международные обзоры: клиническая практика и здоровье. 2014;(6):24-32.

Schroder G, Jabke B, Schulze M, et al. A comparison, using X-ray micro-computed tomography, of the architecture of cancellous bone from the cervical, thoracic and lumbar spine using 240 vertebral bodies from 10 body donors. Anat Cell Biol. 2021;54(1):25-34. doi: 10.5115/acb.20.269

Schroder G, Wendig D, Jabke B, et al. Comparison of the spongiosa morphology of the human cervical spine (CS), thoracic spine (TS) and lumbar spine (LS) of a 102-year-old body donor. Osteology. 2019;28(04):283-288. (In German) doi: 10.1055/a-0997-8059

Дьячков К.А., Дьячкова Г.В., Кутиков С.А. Способ определения локальной плотности корковой пластинки длинных костей. Патент РФ на изобретение № 2539424. 20.01.15. Бюл. № 2.

Wu X, Shi J, Wu J, et al. Pedicle screw loosening: the value of radiological imagings and the identification of risk factors assessed by extraction torque during screw removal surgery. J Orthop Surg Res. 2019;14(1):6. doi: 10.1186/s13018-018-1046-0

Liang X, Liu Q, Xu J, et al. Hounsfield Unit for Assessing Bone Mineral Density Distribution Within Cervical Vertebrae and Its Correlation With the Intervertebral Disc Degeneration. Front Endocrinol (Lausanne). 2022;13:920167. doi: 10.3389/fendo.2022.920167

Альберт Акрамович Суфианов — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой

Давид Нодарович Набиев — врач-нейрохирург высшей категории, заведующий отделением

Александр Владимирович Бурцев - доктор медицинских наук, директор

Ринат Альбертович Суфианов — ассистент кафедры, врач-нейрохирург

Мария Темболатовна Карсанова — врач-нейрохирург

Владислав Владимирович Питеров — врач-нейрохирург